应用随机共振进行海洋噪声背景下的信号检测

通过对海洋噪声特性的研究,将其理想化为一个Lorentz色噪声和若干拟周期干扰成分的混合,继而基于参数调节随机共振理论的结果对系统参数进行优化,对系统输出应用后处理方法,形成一套完整的信号处理方法.数值仿真表明,随机共振处理结果优于低通滤波器的处理结果,随机共振系统处理宽带随机干扰情况有优势.

NI4472在海洋噪声和传播损失测量中的应用

利用 NI公司的高性能数据采集板 NI4 4

海洋噪声环境中相位相干通信的研究

海洋通信环境复杂,容易受到干扰,从而导致传输速率慢、误码率高等问题,本文根据相位相干通信带宽利用率高的特点,并利用内嵌锁相环的决策反馈均衡器对接收的抽样信号进行调制,得到了克服码元干扰和频率偏移的输出信号,最后通过实验对影响系统通信的参数进行数值的选取。

海洋噪声中舰船辐射噪声的一种检测方法

利用高阶谱分析的方法对实际的海洋环境噪声和舰船辐射噪声的高斯性和线性特性进行了检测 ,发现在一般情况下 ,短时间内的海洋环境噪声是高斯信号 ,而舰船辐射噪声信号则是非高斯和非线性的。它们的这些差异性可以用来进行舰船辐射噪声的检测 。

海洋噪声特征提取与分析系统的MATLAB GUI设计

通过对海洋环境噪声的统计特性的研究和分析,基于MATLAB GUI技术,设计完成了海洋环境噪声特征提取与分析系统。该系统采用主界面调用子界面的形式,通过对四个系统子界面的仿真分析,可实现海洋环境噪声文件的装载、播放和波形显示,噪声文件在时域、频域特征提取和分析,三种方法(BT法,Bartlett法和Welch法)的谱估计对比,共振峰参数在线检测,以及数据存储等功能。界面的人机交互性好,操作简单方便,可提高对算法或数据处理效果的直观认识,能够更好地观测到海洋环境噪声的特性。

海洋噪声成像技术

人类发明望远镜约有400年的历史了,与此相比,“听远器”即声音接收器——声纳的出现,只是20世纪初的事情。当时正值第一次世界大战,为了防范潜水艇的袭击,使用了一种水下的声波定位系统。现代的声纳系统已非昔日可比,其用途也远远越出了军事目的。但就其工作原理来说,还是跳不出主动和被动型两类。这就是说,它们既可发出声波射向目标,然后接收来自目标的回波(这颇类似雷达的工作原理);或者,它们可以接收目标发出的声音。

海豚和鲸嫌海里太吵——海洋噪声危及海洋生物

随着海洋运输业的与日俱增，以及深海石油钻探活动的日趋频繁，海洋噪声已成为环境科学家们愈来愈关注的问题。他们发出警告海洋噪声已危及海洋生物。

非线性和非高斯型海洋噪声

双频谱分析是从含有非线性随机信号的数据中检测并辨别非线性随机信号产生机构的统计方法。双频谱分析也可用于检验所观测的数据记录是否符合基本随机过程为高斯分布这一假设。本文应用了一种最近推出的统计方法,该方法基于若干海洋环境噪声记录的双频谱估计可检验该噪声是否为高斯型分布以及在产生所观测噪声的基本机构中是否含有非线性的证据。文中研究了取自百慕大南部大西洋、东北太平洋和印度洋3个海区的7个噪声记录。收集的这些时间序列既有当地没有航船时的环境噪声,也有以本地航船噪声为主的噪声。3个海区的环境噪声记录显示出两种情况:分析时间约为lmin时,它是线性、高斯过程;分析时间约为ls时,它是非线性和非高斯过程。而对本地船舶噪声占优势的各种时间序列,不论分析时间是短是长,检验结果都是非线性和非高斯型的。

温室气体增大海洋噪声危害

联合国和野生动物专家最近警告说，由于温室气体增加了海水的酸度，更有利于声音的传播，因此，海洋中的噪声正在增大，并使一些海洋哺乳动物之间的沟通变得更加困难。并且，噪声形成了一种声音屏障，使得鲸无法集体行动，无法繁殖下一代。为期3天的联合国针对野生动物迁徙物种保护公约会议，旨在讨论解决海洋噪声之道，而船运、石油和天然气探勘作业、军用声呐都是造成噪声的元凶。

海洋噪声增加严重危及海洋生物

据自然资源保护委员会最新的一项调查结果显示，随着人类对海洋资源的开发，海军舰只上的声呐、货船运输以及石油、天然气勘探等活动使海洋中的噪声水平日益增高，这使得海洋中的海豚和鲸受到极大的威胁。因为这些动物主要依赖声音信号进行求偶、觅食和逃避天敌攻击。海洋噪声的增加不仅使海洋生物的行为发生长期的改变。而且还会使海洋生物完全失去听力，从而导致一些奇怪现象的发生。

海洋噪声防治的法治解构与完善路径--以海洋命运共同体理念为指引

海洋人为噪声因其对海洋生态系统健康与稳定的危害,逐步成为全球性的环境问题。虽然部分区域、国家在海洋人为噪声规制的初步尝试中互有短长,但仍缺乏明确且权威性的国际公约对噪声防治的必要性作出确证。在当前国际海洋法律体系碎片化的背景下,区域性合作是规范海洋人为噪声的现实路径,可却往往受限于主权纷争及政治博弈等因素,使海洋环境合作机制难以发挥应有的生态保护功效。基于对海洋利益保护及实现海洋善治的关切,海洋命运共同体理念应运而生,其有助于进一步加深海洋治理共识、推动海洋噪声污染规制的区域间合作,通过设立区域性海洋保护区,控制重要生物栖息地范围内的人为噪声,实现海洋人为噪声监管的前期信息交流与后期致害协商。对于我国周边海域的噪声规制,应在现有法律框架下,明确以海洋噪声预防为主的治理原则,确立约束海洋人为噪声的声环境质量标准,探索海洋噪声治理的中国方案。

海洋噪声:让生命陷入沉寂

事实上,海洋是一个热闹非凡的世界,包括鲸类悠扬的歌声、海豚的口哨声,以及动物不经意间发出的各种声音。这篇来自《科学美国人》德国版的文章指出,人类在海洋上的活动正在使这里的一些生命陷入沉寂。

波浪滑翔器智能海洋环境噪声观测系统

利用波浪滑翔器进行海洋环境观测是一种新型的海洋观测手段,与调查船等大型平台相比,具有成本低、效率高的优点。由于波浪滑翔器依靠波浪进行驱动,依靠太阳能进行平台供电,且平台航行自噪声较小,因此适合用于水下环境噪声的长期观测。为了开展基于波浪滑翔器的海洋环境噪声观测工作,设计了一种波浪滑翔器智能海洋环境噪声观测系统,包含水声采集系统以及适配的水声数据冗余存储方案,能实现声学数据采集存储、数据卫星回传和远程控制等功能。其中,水声采集系统具有低功耗、稳定性高等优点;水声数据冗余存储方案具有存储灵活,数据保障等优点。海上试验结果表明,波浪滑翔器智能海洋环境噪声观测系统具有实用性高、续航时间长与采集存储智能方便等特点,能够较好地完成海洋环境噪声观测任务,具有较好的应用前景。

大连周边近岸典型海域海洋环境噪声的测量分析

于2013年5月利用带宽为20 Hz^100 k Hz的水听器测量系统对大连市周边近岸海域的大黑石、付家庄、星海湾、塔河湾、海之韵5个典型站位的水下噪声进行了测量,获取各站点海洋环境噪声数据以及风速、海况等环境要素,然后进行噪声平均声压级(Sound pressure level,SPL)的计算和20 Hz^100 k Hz带宽的噪声频谱分析。结果表明:付家庄、星海湾海区噪声平均声压级分别为126.58、123.39 d B(以1μPa为参考声压,下同),船舶航行、近岸工程建设等人为噪声是该海区的主要噪声源;大黑石、塔河湾海域的海洋噪声较低,平均声压级分别为115.66、122.17 d B,潮汐和风浪等自然噪声是该海域的主要海洋噪声源;货运港口及航道附近的海之韵海域平均声压级最高,为132.53 d B,船舶航行等为主要噪声源。总体上,大连周边近岸海域海洋噪声受人类活动因素影响较大,在港口航道、海洋工程等区域显示了较高的噪声水平,而地处渤海的养殖海域噪声最低。本次测量的平均声压级处于鱼类和海洋哺乳动物的听力范围之内,但因声压级相对较低,对当地海水养殖业和海洋哺乳动物应该不会产生显著影响。

基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法

为从海量的海洋原始噪声数据中快速和准确地提取海洋工程噪声信号,完善大型海洋工程的海洋噪声评估方法,文章提出基于声暴露级向量的海洋工程噪声信号自动提取方法,并进行实验验证。研究结果表明:基于声暴露级向量的信号自动提取方法实现的核心是计算疑似信号与样本信号声暴露级向量(包括声暴露级和有效时间长度)的标准化欧氏距离,结合变步长截取分析、半波包络双阈值触发和中心位置触发等方法,提高信号提取的效率和准确率;与传统的人工提取方法相比,该自动提取方法具有稳健、准确和高效的性能,可替代人工提取方法并广泛应用。

基于MFCC-SVM的海洋机械噪声监测系统

针对海洋环境噪声的特性非常复杂,而水下噪声监测的样本往往较少且不全面等问题,设计了适用于样本数量较少的海洋机械噪声检测系统。该系统基于MFCC特征参数提取将接收到的声音信号进行分类建立特征库,并用支持向量机的机器学习算法对陌生信号分类识别。仿真及试验数据分析的结果显示,在海洋环境噪声背景下该系统能较好地监测出机械噪声的存在。

基于水下滑翔机观测的印度洋东南海域环境噪声风关特性

基于“海燕”水下滑翔机在印度洋东南海域实测的环境噪声数据和海面风速再分析数据:分析了此海域4~20 kHz内环境噪声时频特性;验证了滑翔机深度不会显著影响环境噪声的风关特性测量;定量计算了噪声谱级与海面风速的相关系数;利用最小二乘拟合得到各中心频率噪声谱级与风速的线性函数关系。结果表明:在小于4 kHz的频段内,因受所搭载温盐深仪CTD(Conductivity, Temperature, Depth)泵的噪声影响,噪声谱级与海面风速的相关系数在0.2以下;在大于4 kHz的频段内,环境噪声谱级与海表面风速变化趋势一致性较好,且在6~10 kHz频段内相关系数为0.8左右;在5~20 kHz频段内,噪声谱级与风速拟合呈线性函数关系,并且随着中心频率增高,倍频程损失平均为5 dB左右;在10 kHz处,拟合斜率最大,噪声谱级对海面风速变化的敏感度最高。

分层浅海海洋环境噪声场的射线预报方法

海洋环境噪声场是一个随地域、时间变化的复杂的场,现场快速预报对于环境匹配的声纳系统有重要意义。文章中利用射线声学模型计算了等声速分布、负梯度声速分布、正梯度声速、及任意声速分布条件下分层浅海海洋环境噪声场的指向性、噪声强度和相关函数随深度变化的规律。研究表明:分层浅海海洋环境噪声场与海底特性及声速分布有很大关系;利用射线预报方法可以快速预报分层浅海海洋环境噪声场。

海洋环境噪声反演估计海面风速

海洋环境噪声与海面风速高度相关。本文在研究国内近年来测量数据的基础上，给出环境噪声级与风速的关系。提出按风速分段（三段）线性拟合环境噪声与对数风速关系曲线的方法，提出并确定最佳反演频段。在麦岛海域，由实测数据确定了分段拟合参数，获得在 ０．１～ ２２．６ ｍ／ｓ的风速范围内，由海洋环境噪声估计海面风速的误差在 １０％以下的优良结果。

基于潜标测量的海洋环境噪声谱特性分析

利用海洋环境噪声测量潜标系统对南海典型海域开展了为期3个月的海洋环境噪声测量，16通道海洋环境噪声测量系统每小时测量两分钟噪声信号。数据处理结果表明，800～5000Hz范围内，噪声谱与风速相关性最好，且风速越大相关性越好，噪声谱与风速的相关性好于与浪高的相关性。风关噪声谱级在海水中部基本不随接收深度发生变化，但由于测量水听器阵长度未能覆盖整个水深，因此未给出海面和海底处谱级变化规律。在400Hz以上的高频段整个风速范围内噪声谱级都随风速发生变化，且噪声谱级与对数风速具有很好的线性关系。